Астрономы раскрыли тайну двойных горячих юпитеров

Автор: Майкл С. Хелфенбайн с использованием ИИ-генерации изображений

Астрономы из Йельского университета, возможно, раскрыли историю происхождения одного из самых удивительных явлений во Вселенной — двойных горячих юпитеров, а также предложили план по поиску новых подобных систем.

Горячие юпитеры — это крупные, чрезвычайно горячие планеты (температура превышает 1600°C), размером примерно с Юпитер или Сатурн. Они вращаются так близко к своей звезде, что полный оборот вокруг светила могут совершать менее чем за сутки.

«Механизм ZLK — это своеобразный танец. В двойной системе дополнительная звезда может изменять и деформировать орбиты планет, заставляя их мигрировать внутрь»

Открытие первого горячего юпитера (известного как 51 Пегаса b) в 1995 году принесло двум швейцарским астрономам Нобелевскую премию по физике в 2019 году и положило начало волне открытий экзопланет, продолжающейся по сей день.

Горячие юпитеры — редкий класс планет, встречающийся лишь у 1% звезд. Еще реже встречаются двойные горячие юпитеры. Они образуются в двойных системах — где две звезды вращаются вокруг общего центра масс — с одним горячим юпитером вокруг каждой звезды.

В новом исследовании, опубликованном в The Astrophysical Journal, астроном из Йеля Малена Райс и ее команда показали, что естественная долгосрочная эволюция двойных звездных систем может привести к формированию горячего юпитера вокруг каждой звезды.

Этот процесс известен как миграция фон Цейпеля-Лидова-Козаи (ZLK). Согласно механизму ZLK, на протяжении длительного времени планета с необычной орбитой или углом наклона может подвергаться влиянию гравитации относительно удаленного вторичного объекта. В данном случае, как поясняет Райс, этот механизм может создавать горячие юпитеры.

Для исследования ученые провели численное моделирование, демонстрирующее эволюцию двух звезд и двух планет в двойной системе, рассказала Юру Лю, ведущий автор исследования и студентка старших курсов Йельского колледжа.

«С правильным кодом и достаточной вычислительной мощностью мы можем исследовать, как планеты эволюционируют на протяжении миллиардов лет — движения, которые ни один человек не сможет наблюдать в течение жизни, но которые могут оставить следы для наших наблюдений», — отметила Лю.

Исследователи также предложили, где искать двойные горячие юпитеры: среди десятков уже известных горячих юпитеров, расположенных в звездных системах с близкой второй звездой.

«Наш предложенный механизм работает лучше всего, когда звезды находятся на умеренном расстоянии друг от друга. Они должны быть достаточно далеко, чтобы вокруг каждой звезды могли формироваться гигантские планеты, но достаточно близко, чтобы две звезды могли влиять друг на друга в течение жизни системы»

Дополнительная информация: Юру Лю и др., The Formation of Double Hot Jupiter Systems through von Zeipel–Lidov–Kozai Migration, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/add405

Источник: Yale University